CN105648198B - 一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，属于轨道交通装备制造技术领域。该推钢机包括主推缸装置、U型槽、双U型座、横向推钢机构、第一扫描器升降机构、第二扫描器升降机构、次推缸装置、扫描器X向移动机构、接近开关、液压系统及控制系统；起重机吸盘将几个钢坯一起放进U型槽后，主推缸装置将钢坯推到双U型座上，第一升降扫描器读码后，横向推钢机构将钢坯推到双U型座另一弧形槽上；如果第一升降扫描器未读到，第二升降扫描器读码，然后次推缸装置把读过码的钢坯推出双U型座，再由机械手抓取送进环形加热炉，以此类推。本发明的应用明确了依次进入加热炉的钢坯标识码序列，为车轮生产过程单件跟踪提供了必须的信息。

Description

一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机
技术领域：
本发明属于轨道交通装备制造技术领域，具体涉及一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机。
背景技术：
火车车轮是各类列车设备中关键零件之一，也是高风险产品，为了能对该产品实现可追溯性，必须在生产过程中进行单件全程跟踪，为质量管理、质量查询提供了可靠数据，如果没有打上具有特别含义并反映质量信息的标识码，车轮产品应用到动车组上或者出口均是不可能的。
在生产过程中对车轮半产品进行单件全程跟踪，关键是建立产品标识跟踪信息化管理系统，喷码是火车车轮钢坯在常温时的标记方法，产品与所喷的标识码一一对应，其标识原理、标识码的组成、标记方法及读码方法在发明专利“火车车轮下料生产线钢坯标识系统及其标识方法”(见CN103870934A)中已经公开。车轮钢坯是圆柱体，在生产的搬运过程中，起重机吸盘接触的是钢坯圆柱面，所以钢坯在锯切下料后，喷码机是将标识码喷在钢坯的端面上的，且为了节省喷码成本，标识码只喷在钢坯的一个端面上、另一端面上无码。在加热炉前，安置有推钢机，起重机吸盘一次吸3个(长钢坯)喷有标识码的车轮钢坯，从料场运到炉前，将钢坯放进推钢机的U型槽，U型槽后的油缸将钢坯按照生产效率一个一个的将钢坯推出U型槽(同时起重机回去取料，取料回来时，槽内原有钢坯被推走了，这样的话，推钢效率与起重机工作效率基本等同)，被推出的钢坯再由机械手夹取一个一个地送进环形加热炉，机械手与推钢机的效率相同。本专利要解决的技术问题是，几个喷有标识码的车轮钢坯放进推钢机的U型槽时，其圆柱钢坯同轴，钢坯之间端面首尾相接，在炉前机械手抓取钢坯之前如何能读出钢坯端面上的标识码，且钢坯进槽时标识码不知在哪一端，所以所发明的推钢机应能拆分槽内首尾相接的钢坯以利于读取端面标识码，且能读取两端的标识码。
发明内容：
本发明针对现有国内火车车轮生产线上车轮钢坯进加热炉前，读取钢坯端面上的标识码存在的上述技术问题，提供一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机。
本发明所提供的一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机包括主推缸装置、U型槽、横向推钢机构、双U型座、L型板、螺母、接近开关、第一螺钉、腰孔座、第二螺钉、支架、第一扫描器升降机构、第二扫描器升降机构、次推缸装置、扫描器X向移动机构、液压系统及控制系统；所述主推缸装置、U型槽、L型板及所述腰孔座安装在同一条线上，所述U型槽的中心线与所述双U型座的一个弧形槽的中心线重合；所述横向推钢机构安装在双U型座的弧形槽外侧，所述横向推钢机构中的横推缸与所述双U型座的弧形槽垂直；所述支架通过第二螺钉固定于腰孔座上；所述第一扫描器升降机构与所述支架刚性连接，所述第一扫描器升降机构中的升降缸垂直于地面；所述次推缸装置的垂直中心面与所述扫描器X向移动机构及所述双U型座的另一个弧形槽的垂直中心面重合；所述第二扫描器升降机构与第一扫描器升降机构的组成及结构相同；所述第二扫描器升降机构与扫描器X向移动机构中的小推块刚性连接，所述第二扫描器升降机构中的升降缸垂直于地面；所述第一扫描器升降机构中的扫描器与所述双U型座的右端面的距离为150mm，所述第二扫描器升降机构中的扫描器与所述双U型座的左端面的距离为250mm；所述主推缸装置与所述次推缸装置的组成及结构相同；所述主推缸装置及所述次推缸装置的主推缸轴线高于所述U型槽弧底100mm，所述U型槽弧底与所述双U型座的弧形槽底等高。
如图2所示，所述主推缸装置和次推缸装置均是由主推缸通过第一底座、第二底座安装在工作面上而成，主推头与主推缸的活塞杆头螺纹连接。
如图3所示，所述接近开关通过螺母固定在L型板上，L型板通过第一螺钉固定在双U型座上；所述双U型座的两个弧形槽平行、半径相等、高度相同，间距为900mm，两个弧形槽底母线低于两弧形槽间的台面15mm；所述双U型座两个弧形槽半径与U型槽的半径相等、高度相同。松开螺母可调整接近开关轴向位置。所述的接近开关的检测距离为50mm，其测量头与钢坯端面距离为50mm。
如图4所示，所述横向推钢机构包括大底座、调位缸、第一螺栓、调位缸头、耳块、直线导轨副、移动座、大导杆、大轴承座、第二螺栓、横推缸头、推块、横推缸；所述直线导轨副有两副，所述直线导轨副平行地固定在所述大底座上，所述直线导轨副的滑块、耳块与所述移动座刚性连接；所述调位缸固定在所述大底座上；所述调位缸头的一端与所述调位缸的活塞杆头螺纹连接，所述调位缸头的另一端通过第一螺栓与所述耳块连接；所述大导杆有两件，平行布置，所述大导杆通过所述大轴承座固定在所述移动座上；所述横推缸固定在所述移动座上，所述横推缸与所述大导杆平行，所述大导杆与所述推块螺纹连接；所述横推缸头的一端与所述横推缸的活塞杆头螺纹连接，所述横推缸头的另一端通过第二螺栓与所述推块连接。
如图5所示，所述第一扫描器升降机构和第二扫描器升降机构包括扫描器、第三螺钉、方盒、第四螺钉、空心螺母、升降缸头、升降缸、小轴承座、立导杆及底板；所述扫描器插进方盒中，所述扫描器与所述方盒的内底刚性连接；所述方盒通过第三螺钉固定在所述升降缸头上；所述升降缸头通过空心螺母固定在所述升降缸的活塞杆头上；所述升降缸与所述底板刚性连接，所述立导杆通过小轴承座与所述底板刚性连接，所述立导杆与所述升降缸平行，所述立导杆的头部通过第四螺钉与所述升降缸头连接。
如图6所示，所述扫描器X向移动机构包括桌架、小导杆、X向推缸、轴承座、X向缸头、第三螺栓、小推块；所述X向推缸与所述桌架刚性连接；所述小导杆有两根，相互平行，所述小导杆通过所述轴承座与所述桌架连接，所述小导杆与所述X向推缸平行，所述小导杆的杆头通过螺纹与所述小推块连接；所述X向缸头的一端与所述X向推缸的活塞杆头螺纹连接，所述X向缸头的另一端与所述小推块通过第三螺栓连接。
本发明提出的推钢机应用于加热炉前某规格车轮钢坯的拆分和读码时，所有的液压缸包括主推缸、调位缸、横推缸、升降缸和X向推缸均处于零位，即所有油缸活塞杆均缩回在油缸内。调位缸和X向推缸自带MTS位移传感器。如果目前要上料读码的车轮钢坯规格是φD×L时(D为车轮钢坯直径，L为钢坯长度)，在操作系统界面输入此规格，则当起重机吸盘把三个端面相接的钢坯放入U型槽、按下推钢机“开启”按钮时，调位缸和X向推缸的活塞杆同时伸出，调位缸的活塞杆伸出(Lm-L)/2，式中Lm为本推钢机所能推出的最长规格的钢坯长度，X向推缸活塞杆伸出Lm-L，所述调位缸和X向推缸调整到位时，发出信号给主推缸装置，其中的主推缸开始工作，轴向推动车轮钢坯组，将最前端的钢坯推上双U型座，当其端面靠近接近开关距离为50mm时，主推缸停止工作。所述的扫描器升降机构中的升降缸开始下降直到其活塞杆全部伸出(行程为500mm)，在此过程中，扫描器开启，扫描读取钢坯前端面上的标识码，如果读到了标识码，则横向推钢机构的横推缸活塞杆伸出到最大行程，其行程为双U型座两弧形槽之距为900mm，将钢坯推至双U型座另一弧形槽，接着次推缸装置中的主推缸开始工作，把钢坯推出双U型座，再由炉前机械手把钢坯抓取送到环形加热炉指定位置，此时横推缸、升降缸、次推缸装置中的主推缸全部复位，复位到位时发出信号给主推缸装置中的主推缸，开始推U型槽中剩下的两块钢坯，依次重复。当第三块钢坯全部从U型槽中推出时，主推缸装置中主推缸复位，等待起重机供料。
当升降缸活塞杆伸出到最大行程，扫描器从钢坯前端未读到标识码时，发出信号给扫描器X向移动机构的升降缸，当横向推钢机构也将钢坯推到双U型座的另一弧形槽上时，触发扫描器X向移动机构中的升降缸，其活塞杆伸出的过程即扫描器对钢坯后端面上的标识码进行读取，读取到标识码即发出信号给升降缸复位，然后次推缸装置中的主推缸把钢坯推出双U型座。如果仍然没有读到标识码，说明钢坯两端端面上均无标识码或标识码已损坏，此时报警并请求人工干预，同时升降缸、横推缸复位，人工干预完成后，手动控制次推缸装置把钢坯从双U型座上推出，然后次推缸装置中的主推缸复位，等待下个推钢指令。
本发明中车轮钢坯是由冷锯机按照生产计划规定的长度从长圆柱钢锭上锯机下来的，一般一个生产计划的批量钢坯由几台冷锯机同时下料，下料后即在钢坯的一端端面上由喷码机喷上唯一的标识码。这批钢坯先送到料场，再由加热炉生产计划指令起重机将该批钢坯分多次送到炉前推钢机的U型槽中。每次根据钢坯规格的大小有时一次吸送三块，有时吸送五块，推钢机主推缸把钢坯从U型槽中一块一块推出，再由机械手抓住送到环形加热炉的指定位置，与以往炉前推钢机不同的是，通过本推钢机的横向推钢机构、双U型座、扫描器升降机构、次推缸装置和扫描器X向移动机构的组合应用，在保证生产效率要求的基础上，能将U型槽一串钢坯一个个地拆开，并实现了钢坯端面上标识码的两面自动读取，所有机构动作连贯，明确了何种标识码的火车车轮钢坯有序地进入了环形加热炉，为火车车轮生产过程中全程单件跟踪的实现打下了基础。
附图说明：
图1是本发明火车车轮钢坯推钢机结构示意图；
图2是本发明推钢机中主推缸装置的结构示意图；
图3是本发明推钢机中双U型座及接近开关安装示意图；
图4是本发明推钢机中横向推钢机构的结构示意图；
图5是本发明推钢机中第一扫描器升降机构的结构示意图；
图6是本发明推钢机中扫描器X向移动机构的结构示意图；
图7是本发明推短钢坯时各部分机构位置示意图。
图中：1、主推缸装置；2、U型槽；3、钢坯；4、横向推钢机构；5、双U型座；6、L型板；7、螺母；8、接近开关；9、第一螺钉；10、腰孔座；11、第二螺钉；12、支架；13A、第一扫描器升降机构；13B、第二扫描器升降机构；14、次推缸装置；15、扫描器X向移动机构；16、主推缸；17、第一底座；18、第二底座；19、主推头；20、大底座；21、调位缸；22第一螺栓；23、调位缸头；24、耳块；25、直线导轨副；26、移动座；27、大导杆；28大轴承座；29、第二螺栓；30、横推缸头；31、推块；32、横推缸；33、扫描器；34第三螺钉；35、方盒；36、第四螺钉；37、空心螺母；38、升降缸头；39、升降缸；40、小轴承座；41、立导杆；42、底板；43、桌架；44、小导杆；45、X向推缸；46、轴承座；47、X向缸头；48、第三螺栓；49、小推块。
具体实施方式：
如图1-6所示，一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，钢坯规格范围是：直径φD为380-450mm,长度L为300-1000mm。该推钢机包括主推缸装置1、U型槽2、横向推钢机构4、双U型座5、L型板6、螺母7、接近开关8、第一螺钉9、腰孔座10、第二螺钉11、支架12、第一扫描器升降机构13A和第二扫描器升降机构13B、、次推缸装置14、扫描器X向移动机构15、液压系统及控制系统。根据试验结果，结合识别率要达到99.8％，所述的扫描器33选用Microscan QX Hawk影像扫描器。为防止钢坯撞到接近开关8，所述的接近开关8的检测距离取50mm，所用接近开关8的型号为DA-D-AB50。根据计算，所选用液压缸型号如下表。
将所述主推缸装置1、U型槽2、L型板6、腰孔座10安装在一条线上，并与双U型座5的一个弧形槽对齐；所述的横向推钢机构4安装在双U型座5的弧形槽外侧，使横推缸32与双U型座5的弧形槽垂直；所述的支架12通过第二螺钉9固定于腰孔座10上，固定前通过腰形孔调整支架12与双U型座5的距离，使扫描器的量程(250mm)在有效范围内。所述的次推缸装置14与所述的扫描器X向移动机构15的垂直中心面与双U型座5另一个弧形槽垂直中心面重合。所述第一扫描器升降机构13A中的扫描器与所述双U型座5的右端面的距离为150mm，所述第二扫描器升降机构13B中的扫描器与所述双U型座5的左端面的距离为250mm；所述主推缸装置1与所述次推缸装置14的组成及结构相同；所述主推缸装置1及所述次推缸装置14的主推缸轴线高于所述U型槽2弧底100mm，所述U型槽2弧底与所述双U型座5的弧形槽底等高。
下面以φ380×400(钢坯长度为400mm)规格钢坯的拆分读码为例进行实施说明，如图7所示，具体推钢过程如下：
(1)所有的液压缸包括主推缸16、调位缸21、横推缸32、升降缸39和X向推缸45均处于零位(活塞杆均缩回)；
(2)在操作系统界面输入此规格，当起重机吸盘把四个端面相接的钢坯组放入U型槽2、按下推钢机“开启”按钮时，调位缸21和X向推缸45的活塞杆同时伸出，调位缸的活塞杆伸出300mm，X向推缸活塞杆伸出600mm；
(3)所述调位缸21到位时，主推缸装置1接到信号主推缸16开始工作，将车轮钢坯组推上双U型座5，当最前端面靠近接近开关8距离为50mm时，主推缸16停止工作；
(4)所述第一扫描器升降机构13A中的升降缸39开始下降直到其活塞杆全部伸出(行程为500mm)，在此过程中，第一扫描器升降机构13A中的扫描器33开启，扫描读取钢坯前端面上的标识码；
(5)如果读到了标识码，则横向推钢机构4的横推缸32活塞杆伸出到最大行程，其行程为900mm，将短钢坯3推至双U型座5另一弧形槽；
(6)次推缸装置14中的主推缸16开始工作，把短钢坯3推出双U型座5，再由炉前机械手把钢坯抓取送到环形加热炉指定位置；
(7)此时横推缸32、升降缸39、次推缸装置14中的主推缸16全部复位，复位到位时发出信号给主推缸装置1中的主推缸16，开始推U型槽2中剩下的三块钢坯，依次重复。
(8)当第四块钢坯全部从U型槽2中推出时，主推缸装置1中主推缸16复位，等待起重机供料。
(9)如果第一扫描器升降机构13A中的扫描器33从钢坯前端未读到标识码时，发出信号给第二扫描器升降机构13B中的升降缸39，当横向推钢机构4也将短钢坯3推到双U型座5的另一弧形槽上时，触发该升降缸39，其活塞杆伸出的过程中第二扫描器升降机构13B中的扫描器33对短钢坯3后端面上的标识码进行读取，读取到标识码即发出信号给该升降缸39复位，然后次推缸装置14中的主推缸16把钢坯推出双U型座5。
如果仍然没有读到标识码，说明钢坯两端端面上均无标识码或标识码已损坏，此时报警并请求人工干预，同时升降缸39、横推缸32复位，人工干预完成后，手动控制次推缸装置14把钢坯从双U型座5上推出，然后次推缸装置14中的主推缸16复位，等待下个推钢指令。

Claims (6)

1.一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，其特征在于该推钢机包括主推缸装置(1)、U型槽(2)、横向推钢机构(4)、双U型座(5)、L型板(6)、接近开关(8)、腰孔座(10)、支架(12)、第一扫描器升降机构(13A)、第二扫描器升降机构(13B)、次推缸装置(14)、扫描器X向移动机构(15)、液压系统及控制系统；所述主推缸装置(1)、U型槽(2)、L型板(6)及所述腰孔座(10)安装在同一条线上，所述U型槽(2)的中心线与所述双U型座(5)的一个弧形槽的中心线重合；所述横向推钢机构(4)安装在所述双U型座(5)的弧形槽外侧，所述横向推钢机构(4)中的横推缸(32)与所述双U型座(5)的弧形槽垂直；所述支架(12)通过第二螺钉(11)固定于所述腰孔座(10)上；所述第一扫描器升降机构(13A)与所述支架(12)刚性连接，所述第一扫描器升降机构(13A)中的升降缸(39)垂直于地面；所述次推缸装置(14)的垂直中心面与所述扫描器X向移动机构(15)及所述双U型座(5)的另一个弧形槽的垂直中心面重合；所述第二扫描器升降机构(13B)与第一扫描器升降机构(13A)的组成及结构相同；所述第二扫描器升降机构(13B)与所述扫描器X向移动机构(15)中的小推块(49)刚性连接；所述第一扫描器升降机构(13A)中的扫描器与所述双U型座(5)的右端面的距离为150mm，所述第二扫描器升降机构(13B)中的扫描器与所述双U型座(5)的左端面的距离为250mm；所述主推缸装置(1)与所述次推缸装置(14)的组成及结构相同；所述主推缸装置(1)及所述次推缸装置(14)的主推缸轴线高于所述U型槽(2)弧底100mm，所述U型槽(2)弧底与所述双U型座(5)的弧形槽底等高。
2.根据权利要求1所述的一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，其特征在于所述主推缸装置(1)是由主推缸(16)通过第一底座(17)、第二底座(18)安装在工作面上而成，主推头(19)与所述主推缸(16)的活塞杆头螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，其特征在于所述接近开关(8)通过螺母(7)固定在所述L型板(6)上，所述L型板(6)通过第一螺钉(9)固定在所述双U型座(5)上；所述双U型座(5)的两个弧形槽平行、半径相等、高度相同，间距为900mm，所述双U型座(5)的两个弧形槽底母线低于两弧形槽间的台面15mm；所述双U型座(5)的两个弧形槽半径与所述U型槽(2)的半径相等、高度相同。
4.根据权利要求1所述的一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，其特征在于所述横向推钢机构(4)包括大底座(20)、调位缸(21)、调位缸头(23)、耳块(24)、直线导轨副(25)、移动座(26)、大导杆(27)、大轴承座(28)、横推缸头(30)、推块(31)及横推缸(32)；所述直线导轨副(25)有两副，所述直线导轨副(25)平行地固定在所述大底座(20)上，所述直线导轨副(25)的滑块、耳块(24)与所述移动座(26)刚性连接；所述调位缸(21)固定在所述大底座(20)上；所述调位缸头(23)的一端与所述调位缸(21)的活塞杆头螺纹连接，所述调位缸头(23)的另一端通过第一螺栓(22)与所述耳块(24)连接；所述大导杆(27)有两件，平行布置，所述大导杆(27)通过所述大轴承座(28)固定在所述移动座(26)上；所述横推缸(32)固定在所述移动座(26)上，所述横推缸(32)与所述大导杆(27)平行，所述大导杆(27)与所述推块(31)螺纹连接；所述横推缸头(30)的一端与所述横推缸(32)的活塞杆头螺纹连接，所述横推缸头(30)的另一端通过第二螺栓(29)与所述推块(31)连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，其特征在于所述第一扫描器升降机构(13A)包括扫描器(33)、方盒(35)、升降缸头(38)、升降缸(39)、小轴承座(40)、立导杆(41)及底板(42)；所述扫描器(33)插进所述方盒(35)中，所述扫描器(33)与所述方盒(35)的内底刚性连接；所述方盒(35)通过第三螺钉(34)固定在所述升降缸头(38)上；所述升降缸头(38)通过空心螺母(37)固定在所述升降缸(39)的活塞杆头上；所述升降缸(39)与所述底板(42)刚性连接，所述立导杆(41)通过所述小轴承座(40)与所述底板(42)刚性连接，所述立导杆(41)与所述升降缸(39)平行，所述立导杆(41)的头部通过第四螺钉(36)与所述升降缸头(38)连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有拆分与读码功能的火车车轮钢坯推钢机，其特征在于所述扫描器X向移动机构(15)包括桌架(43)、小导杆(44)、X向推缸(45)、轴承座(46)、X向缸头(47)及小推块(49)；所述X向推缸(45)与所述桌架(43)刚性连接；所述小导杆(44)有两根，相互平行，所述小导杆(44)通过所述轴承座(46)与所述桌架(43)连接，所述小导杆(44)与所述X向推缸(45)平行，所述小导杆(44)的杆头通过螺纹与所述小推块(49)连接；所述X向缸头(47)的一端与所述X向推缸(45)的活塞杆头螺纹连接，所述X向缸头(47)的另一端与所述小推块(49)通过第三螺栓(48)连接。
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